(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
非接触でＲＦタグと交信を行うＲＦタグリーダによって物体の向きを検出する物体の向き検出システムであって、
前記物体は、ベルトコンベヤー上を運搬される荷物であり、
前記ＲＦタグは、前記荷物の中心に対して互いに対向する両面に取り付けられ、
前記ＲＦタグリーダは、前記ＲＦタグからの応答に基づいて、前記ＲＦタグが取り付けられた前記荷物の面が前記ＲＦタグリーダの位置する方向を向いているか判定し、
前記ＲＦタグリーダにより、前記荷物の面が前記ＲＦタグリーダの位置する方向を向いていないと判定された場合に、前記荷物の面が前記ＲＦタグリーダの位置する方向を向いていると判定されるまで、前記ベルトコンベヤーの動きを停止させるベルトコンベヤー駆動制御手段を備えた
ことを特徴とする物体の向き検出システム。
【請求項２】
前記ＲＦタグリーダにより、前記荷物の面が前記ＲＦタグリーダの位置する方向を向いていないと判定された場合に、前記荷物の面が前記ＲＦタグリーダの位置する方向を向くように前記荷物を回転させる駆動手段を備えた
ことを特徴とする請求項１に記載の物体の向き検出システム。
【請求項３】
前記ＲＦタグと前記荷物との間には、電磁波遮断シートが設けられており、
前記ＲＦタグリーダは、前記ＲＦタグからの応答の有無に基づいて、前記ＲＦタグが取り付けられた前記荷物の面が前記ＲＦタグリーダの位置する方向を向いているか判定する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の物体の向き検出システム。
【請求項４】
前記ＲＦタグと電磁波遮断シートの間には、透磁率の高い材質である高透磁率シートを挿入して積層構造とした
ことを特徴とする請求項３に記載の物体の向き検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体の姿勢を検出する物体の向き検出システムに係り、特に、ＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）による物体の向き検出システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、物体の向きを検出するための技術として、例えば、測定対象物の１つの面、例えば背中側にＲＦタグが貼付された衣服を対象となる人間に着用させ、ＲＦタグリーダのアンテナ部分が配置されたシートの上に寝かせる。このとき、対象となる人間がうつ伏せになると、シートに配置されたＲＦタグリーダがＲＦタグからの信号を受信しなくなるため、対象となる人間がうつ伏せになったと検出し、スピーカや表示装置で直接報知したり、有線や無線により遠隔地に設けた報知部で報知したりすることが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
他にも、薄膜容器に容量の約半分程度の導電性液体を封入し、封入した導電性液体にリード端子が浸されるときに電波を発信する２つの高周波送信部を薄膜容器に取り付け、その薄膜容器を対象となる人間の額や胸部表面に貼り付ける。そして、導電性液体の傾斜により高周波送信部の２つともから電波が発信されない場合、対象となる人間がうつ伏せ状態であると判定し、うつ伏せ状態が予め設定した時間以上経過したときに警報を出力する技術が知られている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２１２０５３号公報
【特許文献２】特開２００７−１９５８３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の技術は、うつ伏せ状態か仰向け状態かを検出する際に、腹側か背中側かの一方の面にだけＲＦタグを貼付する構成である。そのため、例えば体が小さい乳児の場合、うつ伏せ状態と仰向け状態とでＲＦタグリーダとＲＦタグ間の交信距離の差が小さいため、うつ伏せ状態の検出を行うにあたり、うつ伏せ状態であると判定する交信距離の感度調整が難しく、正確にうつ伏せ状態を検出しにくい。
【０００６】
また、特許文献２の技術では、うつ伏せ状態を検知するために特殊な専用装置を作成する必要があるため、装置が複雑で高価となってしまう。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、簡易かつ安価で正確に物体の姿勢を検出できる物体の向き検出システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、非接触でＲＦタグと交信を行うＲＦタグリーダによって物体の向きを検出する物体の向き検出システムであって、前記物体は、ベルトコンベヤー上を運搬される荷物であり、前記ＲＦタグは、前記荷物の中心に対して互いに対向する両面に取り付けられ、前記ＲＦタグリーダは、前記ＲＦタグからの応答に基づいて、前記ＲＦタグが取り付けられた前記荷物の面が前記ＲＦタグリーダの位置する方向を向いているか判定し、前記ＲＦタグリーダにより、前記荷物の面が前記ＲＦタグリーダの位置する方向を向いていないと判定された場合に、前記荷物の面が前記ＲＦタグリーダの位置する方向を向いていると判定されるまで、前記ベルトコンベヤーの動きを停止させるベルトコンベヤー駆動制御手段を備えたことを特徴とする。
また、前記ＲＦタグリーダにより、前記荷物の面が前記ＲＦタグリーダの位置する方向を向いていないと判定された場合に、前記荷物の面が前記ＲＦタグリーダの位置する方向を向くように前記荷物を回転させる駆動手段を備えてもよい。
また、前記ＲＦタグと前記荷物との間には、電磁波遮断シートが設けられており、前記ＲＦタグリーダは、前記ＲＦタグからの応答の有無に基づいて、前記ＲＦタグが取り付けられた前記荷物の面が前記ＲＦタグリーダの位置する方向を向いているか判定してもよい。
また、前記ＲＦタグと電磁波遮断シートの間には、透磁率の高い材質である高透磁率シートを挿入して積層構造としてもよい。
また、前記ＲＦタグリーダは、一方のＲＦタグのみから応答を受信した場合に、該ＲＦタグの取り付けられた前記物体の面が前記ＲＦタグリーダの位置する方向を向いていると判定してもよい。
また、前記ＲＦタグは、高透磁率シートと電波遮断シートとが積層されてもよい。
また、前記ＲＦタグは、前記電波遮断シートに対して前記物体の外側に面してもよい。
また、前記物体に取り付けられた複数の前記ＲＦタグは、互いに異なるＩＤを有していてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の物体の向き検出システムによれば、簡易かつ安価で正確に物体の姿勢を検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態１に係る物体の向き検出システムＷの全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る物体の向き検出システムＷにおいて、測定対象物の向きを判定する処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施形態１に係る物体の向き検出システムＷにおいて、図１の状態から測定対象物が図中右方向に９０度横転した状態を示す図である。
【図４】本発明の実施形態２に係る物体の向き検出システムＸにおいて、ＲＦタグリーダがメリーゴーラウンド玩具に内蔵されている例を示す図である。
【図５】本発明の実施形態２に係る物体の向き検出システムＸにおいて、ＲＦタグユニット２０が衣服６３に装着されている様子を示す図である。
【図６】本発明の実施形態３に係る物体の向き検出システムＹの全体構成を示す図である。
【図７】本発明の実施形態３に係る物体の向き検出システムＹのＲＦタグリーダの構成を示す図である。
【図８】本発明の実施形態４に係る物体の向き検出システムＺの全体構成を示す図である。
【図９】本発明の実施形態４に係る物体の向き検出システムＺにおいて、ロボットアーム型のＲＦタグリーダの構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の実施形態４に係る物体の向き検出システムＺにおいて、測定対象物の向きを判定し、判定結果に基づいて測定対象物の向きを変える処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜実施形態１＞
まず、図１を参照して、本実施形態の物体の向き検出システムＷの全体構成を説明する。
【００１２】
ＲＦタグリーダ１０は、送信信号生成部１１と受信信号判定部１２とアンテナ１３とを備えている。送信信号生成部１１は、ＲＦタグ２１ａ，２１ｂ（以下、ＲＦタグ２１ａ，２１ｂを区別しない場合、ＲＦタグ２１とする）に送信する送信信号を生成し、生成した送信信号をアンテナ１３に出力する。アンテナ１３は、取得した送信信号を送信波（電磁波）として放出するとともに、ＲＦタグ２１からの応答波（電磁界）を受信し、受信信号として受信信号判定部１２に出力する。
【００１３】
受信信号判定部１２は、不図示のメモリにＲＦタグ２１が測定対象物３０のいずれの面に貼付されているかを予め記憶しており、同一測定対象物３０に貼付されているＲＦタグ２１の内、いずれのＲＦタグ２１から応答があったかに基づいて測定対象物３０の向きを判定する。例えば、受信信号判定部１２は、２つのＲＦタグ２１ａ，２１ｂが測定対象物３０の中心に対して対向する両面に貼付されている場合に、一方のＲＦタグ２１ａから応答があり、他方のＲＦタグ２１ｂから応答がないときに、ＲＦタグ２１ａが貼付されている面が測定対象物３０の上面であると予め記憶されていれば、測定対象物３０が上を向いていると判定する。なお、図１では、ＲＦタグリーダ１０側を測定対象物３０の上面とし、測定対象物３０を挟んで上面に対向する面を下面として、上面及び下面にそれぞれＲＦタグ２１ａ，２１ｂが取り付けられている。
【００１４】
ＲＦタグ２１は、ＩＣ（集積回路）及びアンテナ（いずれも不図示）を備えており、ＲＦタグリーダ１０からの電磁波により誘導起電力を得て、自身のＩＤ番号等を含む応答波をＲＦタグリーダ１０に送信する。
【００１５】
ＲＦタグ２１は、向きを検出したい測定対象物３０の中心に対して対向する少なくとも両面に貼付等して取り付けられる。ＲＦタグ２１が貼付される面は、測定対象物３０の対向する２面以上であればよく、３面や４面など多数面であってもよい。すなわち、ＲＦタグ２１は、２つ以上測定対象物に取り付けてもよい。このように、測定対象物３０の両面にＲＦタグ２１を貼付する場合、測定対象物３０が小さい（厚みが薄い）ときに、交信距離の感度調整によっては、ＲＦタグリーダ１０からの電磁波が測定対象物３０を貫通し、両面のＲＦタグ２１と交信できてしまうことがある。
【００１６】
この場合、例えばＲＦタグ２１ｂが測定対象物３０を貫通した電磁波で応答しないように、すなわち、両面に添付されたＲＦタグ２１の内、一方のＲＦタグ２１ａだけが応答するようにするには、ＲＦタグ２１が電磁波遮断シート２３に対して測定対象物３０の外側に面すればよい。つまり、測定対象物３０とＲＦタグ２１との間に電磁波を遮る電磁波遮断シート２３（図中２３ａ，２３ｂ）を挟めばよい。
【００１７】
しかし、ＲＦタグ２１は、電磁波遮断シート２３に接していると正常に動作しない。これは、電磁波遮断シート２３が金属でできていることに関係している。磁界が金属を貫通すると金属に渦電流が流れ、渦電流により金属を貫通した磁界と逆の向きの反磁界を生じるため、交信用の磁界が弱まって交信距離が著しく短くなるからである。
【００１８】
このため、本実施形態では、フェライトに代表される透磁率の高い材質である高透磁率シート２２（図中２２ａ，２２ｂ）をＲＦタグ２１と電磁波遮断シート２３との間に挿入した積層構造とする。これにより、交信用の磁界は、反磁界の影響を受けずに、高透磁率シート２２を介してＲＦタグ２１のアンテナ又はＲＦタグリーダ１０のアンテナ１３と鎖交できるとともに、測定対象物３０を貫通した電磁波にＲＦタグ２１ｂが反応せずにすむ。以下、ＲＦタグ２１と高透磁率シート２２と電磁波遮断シート２３とが積層されたものを、ＲＦタグユニット２０ａ，２０ｂ（以下、ＲＦタグユニット２０ａ，２０ｂを区別しない場合、ＲＦタグユニット２０とする）として説明する。
【００１９】
ＲＦタグユニット２０は、人体等の測定対象物３０に取り付けたときに違和感を感じさせないように、薄く柔軟性のある構造とするとよい。例えば、電磁波が貫通しない程度の網目からなるメッシュ状構造で電磁波遮断シート２３を生成したり、エポキシ樹脂にフェライト粉を混練した薄いフィルム状構造で高透磁率シート２２を生成したり、ＲＦタグ２１も柔軟性のある薄膜形状にするとよい。
【００２０】
このように、ＲＦタグユニット２０は、電磁波遮断シート２３を備えているので、各ＲＦタグユニット２０を同一の共振周波数とし、ＲＦタグリーダ１０からその単一共振周波数で送信波を出力しても、測定対象物３０を貫通した電磁波によって誤検知することがないので、簡単に測定対象物３０に取り付けて設定することができる。
【００２１】
次に、図１及び図２を参照して、ＲＦタグリーダ１０が測定対象物３０の向きを判定する処理の流れを説明する。予め、受信信号判定部１２には、ＲＦタグ２１ａが測定対象物３０の上面に、ＲＦタグ２１ｂが測定対象物３０の下面に取り付けられていると記憶されているものとする。
【００２２】
まず、送信信号生成部１１は、送信信号を生成し、アンテナ１３に出力する（ステップＳ１０）。アンテナ１３は取得した送信信号を送信波として放射する（ステップＳ１１）。このとき図１において、ＲＦタグリーダ１０から電磁波が放射されると、ＲＦタグ２１ａは、ＲＦタグリーダ１０側を向いているのでＲＦタグリーダ１０からの電磁波を遮る物がなく、電磁波を受信しＲＦタグリーダ１０に応答波を返す。一方、ＲＦタグ２１ｂは、ＲＦタグリーダ１０からの電磁波を受信する方向に電磁波遮断シート２３ｂがあるので、電磁波を受信することができず、ＲＦタグリーダ１０への応答を行わない。なお、このときＲＦタグ２１ａ，２１ｂは、それぞれ異なるＩＤで応答している。
【００２３】
したがって、この場合、ＲＦタグリーダ１０の受信信号判定部１２は、応答してきたＲＦタグ２１のＩＤに基づいて、測定対象物３０に貼付された２つのＲＦタグ２１ａ，２１ｂの内、ＲＦタグ２１ａのみから応答があり、ＲＦタグ２１ｂから応答がないと判定する（ステップＳ１２）。このとき、受信信号判定部１２は、アンテナ１３から送信波が放射されてから所定時間経過するまでの間、ＲＦタグ２１からの応答を待ち受け、所定時間経過しても応答の無いＲＦタグ２１を応答無しと判定すればよい。受信信号判定部１２は、ＲＦタグ２１からの応答の有無に基づいて、測定対象物３０の向きを検出する（ステップＳ１３）。すなわち、図１において、測定対象物３０は上向き（仰向け状態）であると検出される。
【００２４】
このように、測定対象物３０の両面にＲＦタグ２１を貼付することにより、例えば乳児のように測定対象物３０の大きさ（厚み）が小さい場合にも、いずれのＲＦタグ２１から応答があったかを判定することで、簡単かつ安価で正確に測定対象物３０の向きを検出できる。
【００２５】
図３は、図１の状態から測定対象物３０が図中右方向に９０度横転した状態を示す。このとき、ＲＦタグ２１ａ，２１ｂはともにＲＦタグリーダ１０からの電磁波を受信できるので、ＲＦタグ２１ａ，２１ｂの両方が応答波を返す。受信信号判定部１２は、ＲＦタグ２１ａ，２１ｂの両方から応答があることから、測定対象物３０がうつ伏せ状態でないと検出する。なお、ＲＦタグリーダ１０は、このとき測定対象物３０が横向き状態であると検出してもよい。また、受信信号判定部１２が、測定対象物３０を横向き状態であると判定する角度は９０度に限定されず、ＲＦタグ２１ａ，２１ｂの両方が応答波を返し得る角度であることは言うまでもない。
【００２６】
なお、本実施形態の物体の向き検出システムＷでは、ＲＦタグリーダ１０が少なくとも２つ以上のＲＦタグ２１を一括読み取りする構成であるため、複数のＲＦタグ２１が一度に応答して混信（衝突）が生じないようにするとよい。例えば、各ＲＦタグ２１には、コリジョンが発生しないＩＤをそれぞれ付与するとよい。
【００２７】
また、ＲＦタグリーダ１０とＲＦタグ２１との交信は、電磁誘導方式以外にも、電磁結合方式や電波方式で行ってもよい。ただし、ＲＦタグ２１は、ＲＦタグリーダ１０との交信距離が近距離であること、及び人体の近傍に装着される可能性があることから、電源を内蔵しないパッシブ型がよい。
【００２８】
また、図示しないが、高透磁率シート２２と電磁波遮断シート２３とを用いずに、ＲＦタグ２１の受信強度に基づいて測定対象物３０の向きを判定することもできる。ＲＦタグリーダ１０と両面のＲＦタグ２１のそれぞれとの交信距離には測定対象物３０の厚みの分だけ差があるので、ＲＦタグリーダ１０のアンテナ１３がそれぞれのＲＦタグ２１から受信する電磁波の受信強度に差がでる。このことから、受信信号判定部１２は、両面のＲＦタグ２１から応答があった場合、両面のＲＦタグ２１からの電磁波の受信強度を比較し、最も受信強度の高いＲＦタグ２１がＲＦタグリーダ１０のアンテナ１３側を向いていると判定してもよい。このとき、ＲＦタグ２１は測定対象物３０の両面に貼付されているので、細かく受信感度の調整を行わなくても、２つのＲＦタグ２１からの受信強度を比較することで、簡易に測定対象物３０の向きを判定できる。
【００２９】
また、本実施形態では、予め各ＲＦタグ２１が測定対象物３０のいずれの面に貼付されているかをＲＦタグリーダ１０に記憶させ、ＲＦタグリーダ１０からの送信波に対してＲＦタグ２１の応答があるか否かにより、測定対象物３０の向きを判定する構成を説明したが、ＲＦタグリーダ１０ではなく、ＲＦタグ２１に記憶させてもよい。具体的には、測定対象物３０のいずれの面に貼付されているかをＲＦタグ２１自身に記憶させ、ＲＦタグリーダ１０からの送信波に対して応答可能なＲＦタグ２１が自身の貼付している面を応答する構成とすれば、受信信号判定部１２は応答してきたＲＦタグ２１が貼付されている面を知ることができるので、測定対象物３０の向きを判定できる。
【００３０】
以上、上述した本実施形態によれば、測定対象物３０の両面に貼付されたＲＦタグ２１からの応答を受信信号判定部１２で判定することにより測定対象物３０の向きを検出しているので、測定対象物３０が小さいためにうつ伏せ状態と仰向け状態とでＲＦタグリーダ１０とＲＦタグ２１との間の交信距離に差がない場合も正確に判定できる。また、ＲＦタグ２１には、高透磁率シート２２と電磁波遮断シート２３とが積層されているので、測定対象物３０を貫通した電磁界によって両面に貼付されたＲＦタグ２１が反応することもなく、正確に測定対象物３０の向きを判定できる。
【００３１】
＜実施形態２＞
本実施形態は、実施形態１におけるＲＦタグリーダ１０とＲＦタグユニット２０とを乳児等の向きを検出する場合に適用した例である。本実施形態において、ＲＦタグリーダはメリーゴーラウンド玩具に内蔵されており、ＲＦタグ２１は乳児等の衣服６３に装着されている。なお、上述した実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００３２】
図４は、本実施形態の物体の向き検出システムＸの全体を示す構成図である。乳児等用のベッド６２には、上下面（衣服６３の腹側と背中側）にＲＦタグユニット２０が装着された衣服６３を着用した乳児等が寝かされている（図中で乳児等は省略して示す）。また、乳児等用のベッド６２には、その四方を覆うように安全柵６１が設けられており、安全柵６１の上部にメリーゴーラウンド玩具型のＲＦタグリーダ５０が取り付けられている。
【００３３】
メリーゴーラウンド玩具型のＲＦタグリーダ５０は、上述したアンテナ１３と送信信号生成部１１と受信信号判定部１２に加え、タイマとスピーカと乳児等用のベッド６２の安全柵６１への取付具とを備えている（いずれも不図示）。
【００３４】
アンテナ１３は、メリーゴーラウンド玩具の回転部の先端５４に内蔵されており、メリーゴーラウンド玩具型のＲＦタグリーダ５０が安全柵６１に配置されることにより、乳児等の上面から電磁波を放出する。送信信号生成部１１にはタイマが接続されており、ＲＦタグリーダ５０が電磁波を放出する周期を生成する。また、受信信号判定部１２にはスピーカが接続されており、受信信号判定部１２の判定結果に応じて、通常時、すなわちうつ伏せ状態が検知されないときはメリーゴーラウンド玩具として音楽を流し、うつ伏せ状態であることが検知されたときにアラーム音を音楽に優先させて出力する。取付具は、安全柵６１に固定可能に構成されていればよく、ネジ止め式等その形状を問わない。
【００３５】
図５は、ＲＦタグユニット２０が衣服６３に装着されている様子を示す図であり、図５（ａ）は、衣服６３の前面（腹側）にＲＦタグユニット２０ａが装着されている様子を示し、図５（ｂ）は、衣服６３の裏面（背中側）にＲＦタグユニット２０ｂが装着されている様子を示す。ＲＦタグユニット２０は、上記実施形態と同様に、電波遮断シート２３、高透磁率シート２２、ＲＦタグ２１の順に積層されており、電波遮断シート２３が衣服６３側となるように衣服６３の両面に装着される。
【００３６】
ＲＦタグユニット２０を装着する衣服６３の形状は、少なくとも２つのＲＦタグユニット２０を腹側と背中側にそれぞれ配置できれば形状に制限はなく、肌着やＴシャツ等だけでなく、例えばゼッケンのような形状でもよい。また、衣服６３が洗濯されることを考慮し、ＲＦタグユニット２０は着脱可能にするとよい。例えば、衣服６３の装着箇所にポケット等を設け、そのポケットの中にＲＦタグユニット２０を格納すれば、洗濯時にＲＦタグユニット２０を取外せるのでＲＦタグユニット２０の破損を防止できる。
【００３７】
図４及び図５を参照して、具体的に、本実施形態における物体の向き検出システムＸの動作を説明すると、まず、送信信号生成部１１は、タイマによって生成された周期に応じて送信信号を生成しアンテナ１３から電磁波として送信波を出力する。乳児等がうつ伏せ状態のとき、背中側に装着されたＲＦタグユニット２０ｂは、ＲＦタグリーダ５０からの電磁波を遮る物がないので、電磁波を受信しＲＦタグリーダ５０に応答波を返す。一方、腹側に装着されたＲＦタグユニット２０ａは、ＲＦタグリーダ５０からの電磁波を受信する方向に電磁波遮断シート２３ａがあるので、電磁波を受信することができず、ＲＦタグリーダ５０への応答を行わない。なお、このとき各ＲＦタグユニット２０はそれぞれ異なるＩＤで応答する。
【００３８】
したがって、この場合、ＲＦタグリーダ５０の受信信号判定部１２は、異なるＩＤで応答するＲＦタグユニット２０に基づいて、測定対象物３０に貼付された２つのＲＦタグ２１の内、背中側に装着されたＲＦタグ２１ｂのみから応答があり、腹側に装着されたＲＦタグ２１ａから応答がないことから、乳児等（測定対象物３０）がうつ伏せ状態（下向き）であると判定する。スピーカは、受信信号判定部１２が乳児等をうつ伏せ状態であると判定したことを受けて、音楽を出力していた場合は、その音量に優先させて、乳児等がうつ伏せ状態であることを示すアラーム音を出力する。
【００３９】
このように、本実施形態によれば、乳児など自分の力で寝返りをする力が弱い又は無い者の姿勢を監視し、うつ伏せ状態となったときにスピーカからアラーム音を出力して、例えば保護者など周囲に注意を働きかけることができる。また、タイマにより周期的に送信信号を生成させているので、定期的に測定対象物３０の向きを監視することができる。
【００４０】
なお、本実施形態では、ＲＦタグリーダがメリーゴーラウンド玩具と一体化している例を示したが、例えば、安全柵６１上部の矩形の枠組みにＲＦタグリーダのアンテナ１３を配置し、ＲＦタグリーダの本体部（アンテナ１３以外の構成要素）を安全柵６１近傍に配置してもよい。
【００４１】
また、ＲＦタグリーダが配置される位置は、測定対象物３０の上部から測定対象物３０へ電磁波を放出できる位置に限らず、例えば測定対象物３０の下部から測定対象物３０へ電磁波を放出できる位置であってもよい。
【００４２】
例えば、ＲＦタグリーダのアンテナ１３を、ベッド６２のマットに内蔵し、ＲＦタグリーダの本体部をマットの近傍に配置してもよい。これにより、安全柵６１が不要となり、例えば床に直接敷いた布団にも適用することができる。この場合、上記した実施形態とは逆に、腹側に装着されているＲＦタグユニット２０ａから応答があり、背中側に装着されているＲＦタグユニット２０ｂから応答がないときに、測定対象物３０がうつ伏せ状態であると判定される。
【００４３】
また、測定対象物の側面へＲＦタグリーダから電磁波を放射するようにＲＦタグリーダを配置することで、測定対象物３０の上下関係だけでなく側面の向きを判定できる。
【００４４】
＜実施形態３＞
本実施形態は、複数の測定対象物３０の向きを検出し管理するものである。上述した実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４５】
図６は、本実施形態の物体の向き検出システムＹにおける全体構成を示す図である。各ＲＦタグリーダ８０は、そのアンテナ１３がマット７０に内蔵されており、アンテナ１３以外の構成要素を有する本体部がマット７０の近傍に配置されている。なお、本体部の配置される場所は、ネットワークケーブル９２と接続可能な位置であればよい。また、各ＲＦタグリーダ８０は、ネットワークケーブル９２によりハブ９１を介して管理サーバ９０に接続されている。図６では図示していないが、両面にＲＦタグユニット２０が取り付けられた測定対象物３０が、各マット７０の上に寝かされているものとする。
【００４６】
図７を参照して、具体的にＲＦタグリーダ８０の構成及び動作を説明する。ＲＦタグリーダ８０は、ネットワークインタフェース部８１と送信信号生成部１１と受信信号判定部１２とアンテナ１３とを備えている。送信信号生成部１１と受信信号判定部１２とは、ネットワークインタフェース部８１及びアンテナ１３に接続されている。管理サーバ９０は、ネットワークケーブル９２により、ハブ９１及びネットワークインタフェース部８１を介して、送信信号判定部１１に送信信号を出力するタイミング（周期）を出力する。また、管理サーバ９０は、ネットワークケーブル９２により、ハブ９１及びネットワークインタフェース部８１を介して、受信信号判定部１２からうつ伏せ状態であるか否かの判定結果を取得して、取得した判定結果がうつ伏せ状態であるときに、スピーカや表示装置等の報知手段により、その旨を音や文字で報知して監視者に知らせる。なお、管理サーバ９０は、各ＲＦタグリーダ８０を識別可能であり、各ＲＦタグリーダ８０の制御を行ってもよい。また、管理サーバ９０は、ネットワークケーブル９２のように有線ではなく、無線によってＲＦタグリーダ８０と接続してもよい。また、送信信号判定部１１は、管理サーバ９０からの周期に非同期で、測定対象物３０の向きを検出したいタイミングで送信信号を生成し、アンテナ１３から出力してもよい。
【００４７】
例えば、腹側にＲＦタグユニット２０ａを、背中側にＲＦタグユニット２０ｂを装着した衣服を着用した測定対象となる人間が、アンテナ１３を内蔵したマット７０の上に寝かされているとする。当該人間が仰向け状態の場合、ＲＦタグリーダ８０からの電磁波に対して、受信信号判定部１２は、それぞれ異なるＩＤで応答するＲＦタグユニット２０に基づいて、背中側に装着されたＲＦタグユニット２０ｂから応答があり、腹側に装着されたＲＦタグユニット２０ａから応答がないと判定する。そして、受信信号判定部１２は、ＲＦタグユニット２０からの応答に基づいて、当該人間が仰向き状態であることを検出し、ネットワークインタフェース部８１及びハブ９１を介して、管理サーバ９０に当該人間が仰向き状態であることを送信する。一方、当該人間がうつ伏せ状態の場合、ＲＦタグリーダ８０からの電磁波に対して、受信信号判定部１２は腹側に装着されたＲＦタグユニット２０ａから応答があり、背中側に装着されたＲＦタグユニット２０ｂから応答がないと判定するので、当該人間がうつ伏せ状態であると判定し、ネットワークインタフェース部８１及びハブ９１を介して、管理サーバ９０に当該人間がうつ伏せ状態であることを送信する。管理サーバ９０は、受信信号判定部１２からの通知により、うつ伏せ状態である当該人間のいる場所及び当該人間がうつ伏せ状態であることを報知する。
【００４８】
このように、例えば複数の人間の状態を管理する必要がある病院や保育所において、管理対象となる人間がうつ伏せ状態であるか否かを管理サーバ９０で一括管理することができる。また、うつ伏せ状態であると判定される頻度の高い人間については、送信信号生成部１１の送信信号を生成する周期の設定を通常の設定よりも短くなるようにしてもよい。
【００４９】
＜実施形態４＞
本実施形態は、上述したＲＦタグリーダ１０とＲＦタグユニット２０とを物流過程における荷物の向きを管理する場合に適用した例である。上述した実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００５０】
図８を参照して本実施形態の物体の向き検出システムＺにおける全体の構成を説明する。両側面にＲＦタグユニット２０が取り付けられた測定対象物３０である荷物は、ベルトコンベヤー１１０に所定間隔で載せられており、ベルトコンベヤー１１０の流れに従って移動する際にベルトコンベヤー１１０の途中に設けられたロボットアーム型のＲＦタグリーダ１００の前（図面中、ＲＦタグリーダ１００の奥側）を通過する。ＲＦタグリーダ１００は、ロボットアーム型をしており、ベルトコンベヤー１１０上を流れてくる荷物に取り付けられたＲＦタグユニット２０と交信を行い、交信結果に基づいて荷物の向きを判定し、荷物が所定方向を向くようにアーム部１０２で荷物を回転させる。
【００５１】
図９を参照して、具体的にロボットアーム型のＲＦタグリーダ１００の構成を説明する。ロボットアーム型のＲＦタグリーダ１００は、送信信号生成部１１と受信信号判定部１２とアンテナ１３とアーム駆動部１０１とアーム部１０２とベルトコンベヤー駆動制御部１０３とを備えている。
【００５２】
ベルトコンベヤー駆動制御部１０３は、ベルトコンベヤー１１０を駆動させる不図示のベルトコンベヤー駆動部に接続されており、受信信号判定部１２により、荷物が所定方向を向いていないと判定されると、ベルトコンベヤー１１０の駆動を停止させ、また、荷物が所定方向を向いていると判定されると、ベルトコンベヤー１１０の駆動の停止を解除する。すなわち、荷物が所定方向を向いていないと判定された場合、その荷物が所定方向を向いていると判定されるまで、ベルコンベヤー１１０の動きは止まっており、荷物が所定方向を向くまでロボットアーム型のＲＦタグリーダ１００の前から荷物は動かない。なお、ベルトコンベヤー１１０の動作する速度は、荷物がＲＦタグリーダ１００の前を通過する際に、ベルトコンベヤー１１０の駆動を停止させなくても、測定対象物３０の向きを判定するのに十分な時間があるものとする。
【００５３】
送信信号生成部１１は、送信信号を生成しアンテナ１３から送信波を出力させる。送信信号生成部１１が送信信号を生成するタイミングは所定周期（少なくとも荷物がＲＦタグリーダ１００の前を通過する際に送信波が放射されるタイミング）でもよいし、常時でもよい。ＲＦタグユニット２０は、電磁波を受信するとＲＦタグリーダ１００に応答波を返す。受信信号判定部１２は、各ＲＦタグユニット２０が同一測定対象物のいずれの面に取り付けられているのか測定対象物毎に関連付けて記憶している。受信信号判定部１２は、それぞれ異なるＩＤで応答するＲＦタグユニット２０からの応答に基づいて、荷物の向きを判定し、所定方向であるか否かを判定する。アーム駆動部１０１は、受信信号判定部１２の判定結果に基づいて、アーム部１０２を駆動させて荷物が所定方向となるように荷物の向きを回転させる。
【００５４】
より具体的に、ロボットアーム型のＲＦタグリーダ１００の動作について図８〜図１０を参照しながら説明する。なお、図８において、ＲＦタグユニット２０ａが取り付けられている面がＲＦタグリーダ１００のアンテナ１３側を向く方向を所定方向とし、ロボットアーム型のＲＦタグリーダ１００は、ＲＦタグユニット２０ａが取り付けられている面がＲＦタグリーダ１００側を向くように、荷物の向きを変えるものとする。
【００５５】
まず、送信信号生成部１１は、送信信号の生成を行い（ステップＳ２０）、荷物がＲＦタグリーダ１００の前を通過する際にアンテナ１３から送信波を放射する（ステップＳ２１）。このとき、ＲＦタグリーダ１００の前に位置する荷物に貼付されたＲＦタグユニット２０ｂは、ＲＦタグリーダ１００側を向いて荷物に取り付けられているので、送信波に対して応答波を返す。一方、ＲＦタグユニット２０ｂに対向する面に貼付されたＲＦタグユニット２０ａは、電磁波遮断シート２３ａによりＲＦタグリーダ１００からの電磁波を受信できず、ＲＦタグリーダ１００へ応答しない。
【００５６】
したがって、受信信号判定部１２は、所定時間経過したときに、応答してきたＲＦタグユニット２０のＩＤに基づいて、ＲＦタグユニット２０ｂから応答があり、ＲＦタグユニット２０ａから応答がなかったと判定する（ステップＳ２２）。受信信号判定部１２は、ＲＦタグユニット２０からの応答の有無に基づいて、荷物の向きが所定方向（ＲＦタグユニット２０ａが貼付されている面）でないと判定する（ステップＳ２４でＮｏ）。
【００５７】
ステップＳ２４でＮｏ、すなわち、受信信号判定部１２が測定対象物３０の向きが所定方向でないと判定したのを受けて、ベルトコンベヤー駆動制御部１０３は、ベルトコンベヤー１１０の駆動を停止する（ステップＳ２５）。そして、アーム駆動部１０１は、アーム部１０２を駆動させ荷物の向きを所定方向に回転させる（ステップＳ２６）。その後、処理は、送信信号を生成するステップＳ２０へ戻され、測定対象物３０の向きが所定方向となるまで、ステップＳ２０からステップＳ２６が繰り返される。
【００５８】
一方、ステップＳ２４でＹｅｓ、すなわち、受信信号判定部１２が測定対象物３０の向きが所定方向であると判定した場合、ステップＳ２７に進み、ベルトコンベヤー駆動制御部１０３は、ベルトコンベヤー１１０の駆動を停止している場合は、その停止を解除し、ベルトコンベヤー１１０の駆動を再開する。その後、処理は、送信信号を生成するステップＳ２０に戻り、ベルトコンベヤー１１０を流れてくる次の荷物の向きを検出することを繰り返す。
【００５９】
このように、本実施形態によれば、測定対象物３０の向きを検出して、測定対象物３０が所定方向となるように向きを変えることができる。これにより、例えば物流過程の中で複数の測定対象物３０の向きを一定方向に揃えることができるので、宛名のラベル貼りなど方向性を必要とする作業が容易となる。
【００６０】
以上、本発明を概説すると、本発明は、非接触でＲＦタグと交信を行うＲＦタグリーダによって物体の向きを検出する物体の向き検出システムであって、前記ＲＦタグは、前記物体の中心に対して互いに対向する両面に取り付けられ、前記ＲＦタグリーダは、前記ＲＦタグからの応答に基づいて前記ＲＦタグが取り付けられた前記物体の面が前記ＲＦタグリーダの位置する方向を向いていると判定することを特徴とする。
また、前記ＲＦタグリーダは、一方のＲＦタグのみから応答を受信した場合に、該ＲＦタグの取り付けられた前記物体の面が前記ＲＦタグリーダの位置する方向を向いていると判定してもよい。
また、前記ＲＦタグは、高透磁率シートと電波遮断シートとが積層されてもよい。
また、前記ＲＦタグは、前記電波遮断シートに対して前記物体の外側に面してもよい。
また、前記物体に取り付けられた複数の前記ＲＦタグは、互いに異なるＩＤを有していてもよい。
また、前記物体のうつ伏せ状態を検出したときに報知する報知手段を備えてもよい。
また、前記ＲＦタグリーダに接続するネットワーク装置を備え、前記ＲＦタグリーダは、前記ネットワーク装置により制御されてもよい。
また、前記物体の向きを変える回転手段を備え、前記回転手段は、前記ＲＦタグリーダによって判定された前記物体の面が向いている方向に応じて前記物体の向きを変えてもよい。
また、前記ＲＦタグリーダは、複数の前記ＲＦタグから応答があった場合に、最も受信強度の高い前記ＲＦタグが取り付けられた前記物体の面が前記ＲＦタグリーダの位置する方向を向いていると判定してもよい。
【００６１】
本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々様々に変更が可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００６２】
１０，５０，８０，１００・・・ＲＦタグリーダ
１１・・・送信信号生成部
１２・・・受信信号判定部
１３・・・アンテナ
２０ａ，２０ｂ・・ＲＦタグユニット
２１ａ，２１ｂ・・ＲＦタグ
２２ａ，２２ｂ・・高透磁率シート
２３ａ，２３ｂ・・電磁波遮断シート
３０・・・測定対象物
６１・・・安全柵
６２・・・ベッド
６３・・・衣服
７０・・・マット
８１・・・ネットワークインタフェース部
９０・・・管理サーバ
９１・・・ハブ
９２・・・ネットワークケーブル
１１０・・ベルトコンベヤー
１０１・・アーム駆動部
１０２・・アーム部
１０３・・ベルトコンベヤー駆動制御部
Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚ・・・物体の向き検出システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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